西门子模块6AV6648-0DE11-3AX0性能参数
1 DttPLC技术原理
变性液相色谱(DHPLC)是一种高通量、自动化的基因突变检测技术。该技术已在医学、、药物等研究领域开展应用,与SSCP和DNA直接测序等突变检测技术相比,DHPLC具有灵敏性高,特异性强,廉价省时等优点。
DHPLC技术的原理是基于未解链的和部分解链的双链DNA在部分失活条件下具有不同保留的性质。这种部分失活条件可以采取升高温度的手段获得。所有基因组DNA的单拷贝均可通过PCR反应大量扩增,杂合子个体的DNA经扩增产生异源双链,由于错配位点的氢键被破坏,因此在异源双链上形成“鼓泡”,导致它与纯合子个体的DNA扩增产物——匹配的同源双链的解链特征不同。在部分加热变性的条件下,异源双链DNA分子易于解链形成Y形结构,与固定相的结合能力降低。当流动相中乙腈浓度梯度增大时,异源双链将先于同源双链被洗脱出来,带有突变序列的样品呈现出异源双链和同源双链混合物的峰形特点,而不含突变序列的样品则只有同源双链的峰形。据此可出含有单个碱基的置换、插入或缺失的异源双链片段,从而提供有无突变的信息。
2 DHPLC技术在突变基因诊断中的应用
基因突变是指基因组DNA分子在结构功能上发生碱基对组成或排列顺序的改变,主要包括碱基的替换和小片段的缺失或插入,它是导致基因型疾病的重要原因之一。基因突变在生物医学研究中,尤其是在基因型疾病诊断及病理研究中有着非常重要的作用。随着人类基因组整体测序计划的发展,探索基因突变的任务变得十分迫切。
随着人类基因组整体测序计划的发展,探索基因突变的任务变得十分迫切。DHPLC技术自早被用于分析人Y染色体单核苷酸多态性位点(SNP)以进行人种进化的遗传性研究;此后还用于筛查致病基因突变位点、分析单核背酸多态性以及基因启动子CpG岛甲基化修饰改变等研究;因其灵敏性及准确度均较高,操作实现了半自动化,检测、,尤其适合于基因结构复杂而无突变热点或突变频率20%的单基因变异,以及多基因致病突变。
(1)散发性卵巢癌p53基因突变定位于17染色体的p53基因是目前研究得广泛的抑癌基因,迄今发现的人类的2500种基因突变中,p53蛋白的393个氨基酸就有280个位点存在突变,其直接的后果是导致氨基酸的改变,终使p53蛋白失活,丧失抑癌作用。杜明和丰有吉,利用DHPLC来检测50例散发性卵巢癌p53基因外显子5,8的突变,18例突变都可以使用DHPLC的方法发现,没有阳性和阴性。说明DHPLC可以用于临床筛查基因突变,并且对于异质性而言,DHPLC检测基因突变无疑是的。
(2)胃癌组织基因突变鲁狲、徐惠绵、任群等人利用DHPLC对39例胃癌组织及中p53基因突变进行检测,并测序验证。在他们的研究中p53基因的突变率为21%(8/39);其中肠型胃癌突变率40%(6/15)明显弥漫型胃癌8.33%(2/24)(P0.01);发现既往未见报道突变3例。这充分说明了DHPLC是一项较好的检测胃癌组织中基因突变的筛查方法
(3)汉族人I型多囊肾致病基因突变张树忠等人,通过采用DHPLC技术检测汉族人常染色体显性多囊肾病(AD-PKD)I型致病基因PKDl的突变:以来源于19个ADPKD家系的67名成员血样标本的基因组DNA为模板,通过长链PCR和巢式PCR联合扩增的方法扩增PKDl全编码区,然后采用DHPLC方法进行初步筛查,将存在异常色谱图的扩增产物经核苷酸测序,确定突变的具体位点和类型,共出14个致病突变,包括10个错义突变、1个插入突变、1个缺失突变、2个无义突变。他们实验结果充分说明了DH-PLC方法可以作为为有效筛查汉族人ADPKDPKDl突变位点的检测途径。
(4)乳腺癌BRCAl基因突变BRCAl基因为“乳腺癌1号基因”,位于17q21,有22个编码外显子。目前已经发现约40%~50%的遗传性乳腺癌和卵巢癌患者BRCAl基因发生突变。李丹等利用聚合酶链反应PCR扩增BRCAl基因,该扩增产物经琼脂糖凝胶电泳鉴定后,直接进行DH-PLC分析,从124例乳腺癌患者发现9种突变,确定了9种乳腺癌患者可能发生的突变类型,为今后临床应用DH-PLC对高危人群BRCAI基因进行早期基因提供了9个位点,所有DPHLC检测显示峰型异常的样品经测序证明均存在突变或者SHP,证明该技术检测率为100%。且具有操作简单、快速、敏感、准确且经济等特点。
3 DHPLC技术与其他技术在突变基因诊断中的联合应用
目前在核酸分析领域与HPLC联用的检测手段有紫外(ultraviolet photometric detector,UV)、荧光(fluorescencedetector)、质谱(mass Spectrometry,MS)等。其中紫外器(UV)凭借其良好的通用性成为应用为广泛的检测器,但灵敏度不高的弱点使其使用受到一定的限制。在核酸分析和一些突变扫描方法中有时需要高的灵敏度,这时具有高灵敏度和选择性的荧光检测器成为。但是荧光检测器要求使用荧光标记物,且通常使用的染料如吖啶黄、化乙锭是有毒物质。Scalano实验室开发出SYBR Green,染料不仅具有好的灵敏度,而且使用。激光诱导荧光是目前灵敏度的检测方法之一。Hecker等采用荧光标记PCR引物、激光诱导荧光方式进行检测,证明DH-PLC方法可以区别含量相差500倍的两个等位基因,这使多份样本的混合检测成为可能。同时荧光标记单链,使色谱图的解释变得加容易。美国Transgenomie公司在WAVEOR核苷酸片段分析系统技术平台基础上,开发出一种后荧光技术。在所有分析条件不变的情况下,被检测的核酸片段经DHPLC分离之后在混合室中与荧光试剂混合,然后进行检测,不仅可以提高灵敏度上百倍,而且不需要昂贵的荧光标记引物。近年来电喷雾离子化一质谱(EIS-MS)作为一种重要的结构分析工具与IR-RP-HPLC联用也已应用于核酸分析领域,该联用技术不仅可以确证被分离的单链DNA的成分特性,还可以确证扩增的PCR产物的基因型。众所周知,在核酸的质谱分析中为了获得高置信度的分析结果,对分析物进行适当的脱盐和去除小分子量杂质是的,这也正是HPLC-MS的魅力所在,但质谱的高成本使该项技术较难推广使用,
4 总结
DHPLC用来检测DNA突变和单核酸多态性,可以取代传统分子生物学技术,不需要制备凝胶,检测DN段做到了全自动、、快速、准确,在疾病相关基因突变方面提供了有效的技术手段,是一种快速有效的基因突变筛查方法。DHPLC技术也有不足之处:对PCR要求很高;不能直接出纯合突变,只能提供个体样本有无突变的信息,但无法得出具体的突变类型;当有多个片段需要检测时,由于有多个解链温度,需要多步检测,增加了工作量等。尽管如此,在目前的检测手段中,DHPLC仍是一种快速、、准确、经济及半自动化筛查基因杂合突变的工具,测序等其他分子生物学方法,相信在未来的基因组学研究领域中必将继续发挥重要的作用。
为了实现生产工艺的控制要求,以提高生产效率和产品质量,在设计PLC控制系统时要遵循以下原则:
1、 大限度地满足被控对象的控制要求。
2、 在满足控制要求的前提下,力求使控制系统简单、经济,使用和维修方便。
3、 保证控制系统的、。
4、 考虑到生产的发展和工艺的改进,应适当留有扩充余量。
PLC控制系统的软件设计就是针对生产工艺要求的控制程序的设计,也就是常说的用户程序设计。用户程序的设计需要分析工艺过程,明确控制要求,列出输入输出分配表的基础上进行。
在实际的工作中,软件的实现方法有很多种,具体使用哪种方法,因人因控制对象而异,以下是几种常用的方法。
一、经验设计法
在一些典型的控制环节和电路的基础上,根据被控制对象对控制系统的具体要求,凭经验进行选择、组合。有时为了得到一个满意的设计结果,需要进行多次反复地调试和修改,增加一些辅助触点和中间编程元件。这种设计方法没有一个普遍的规律可遵循,即具有一定的试探性和随意性,后得到的结果也不是的,设计所用的时间、设计的质量与设计者经验验多少有关。
经验设计法对于一些比较简单的控制系统的设计时比较有效的,可以收到快速、简单的效果。但是,由于这种方法主要时依靠设计人员的经验进行设计,所以对设计人员的要求也比较高,特别时要求设计者有一定的实践经验,对工业控制系统和工业上常用的各种典型环节比较熟悉。对于比较复杂的系统,经验法一般设计周期长,不易掌握,系统交付使用后,维护困难。所以,经验法一般只适合于比较简单的或与某些典型系统相类似的控制系统的设计。
二、逻辑设计法
工业电气控制线路中,有不少都是通过继电器等电气元件来实现,而继电器,交流接触器的触点都只有两种状态即吸合和断开,因此,用“0”和“1”两种取值的逻辑代数设计电气控制线路时可以的,PLC的早期应用就是替代继电器控制系统,因此用逻辑设计方法同样也适用于PLC应用程序的设计。当一个逻辑函数用逻辑变量的基本运算式表达出来后,实现这个逻辑函数的线路就确定了。当这种方法使用熟练后,甚至梯形程序也可以省略,可以直接写出于逻辑函数和表达式对用的指令语句程序。
用逻辑设计法设计PLC应用程序的一般步骤如下:
1、列出执行元件动作节拍表
2、绘制电气控制系统的状态转移图;
3、进行系统的逻辑设计;
4、编写程序;
5、对程序、修改和完善。
三、顺序功能图法
顺序功能图法是根据系统的工艺流程设计顺序功能图,然后再依据顺序功能图设计顺序控制程序。在顺序功能图中,在实现转换时使前级步的活动结束而使后续步的活动开始,步之间没有重叠。这是系统中大量复杂的连锁关系在步的转换中得以解决。而对于每一步的程序段,只需处理其简单的逻辑关系。因而这种编程方法简单易学,规律性强。设计出的控制程序结构清晰、可读性好,程序的调试和运行也很方便,可以大地提高工作效率。西门子S7-200 PLC采用顺序功能图法设计时,可用顺序控制继电器(SCR)指令、置位/复位(S/R)指令、移位寄存器(SHRB)指令等实现编程。
顺序控制继电器(SCR)指令是基于顺序功能图(SFC)的编程方式,专门用于编制顺序控制程序。使用它依据顺序功能图进行编程。顺序控制继电器指令的SCR程序段对应于顺序功能图中的步,当顺序控制继电器S位的状态为“1”时,对应的SCR段中被,即顺序功能图对应的步被,成为活动步,否则是非活动步。SCR段中执行程序所完成的动作或命令对应着顺序功能图中该步相关的动作或命令。程序段的装换(SCRT)指令相当于实施了顺序功能图中的转换功能。由于PLC周期循环扫描执行程序,编制程序时各SCR段只要按顺功能图有序地排列,各SCR段活动状态的进展就能按照顺序功能图中有向连线规定的方向进行。
依据顺序功能图用置位/复位(S/R)指令编制顺序控制程序。用置位/复位(S/R)指令编制顺序控制程序时,使内部标志位继电器与顺序功能图中的步骤建立对应关系。通过置位/复位(S/R)指令,使其某标志位继电器置位或复位,从而达到使相应步的和失励的目的。
现以4台电动机的顺序启动为例说明用移位寄存器(SHRB)指令来编制顺序控制程序,启动的顺序为M1→M2→M3→M4,顺序启动的实践间隔为30s,启动后进行正常运行,直到停车。顺序功能图如下所示。
控制系统设计的难易程度因控制任务而异,也因人而异。对于经验丰富的工程技术人员来说,在长时间的工作中,受到过各种各样的磨练,积累了许多经验,除了一般的编程方法外,有自己的编程技巧和方法,可采用经验法。但不管采用哪种方法,平时多注意积累和总结时很重要的。
在程序设计时,除了I/O地址列表外,有时还要把在程序中用到的中间继电器(M)、定时器(T)、计数器(C)和存储单元(V)及它们的作用或功能列写出来,以便编写程序和阅读程序。在编程语言的选择上,用梯形图编程还是用语言表编程或使用功能图编程,这主要取决于以下几点:
1、有些PLC使用梯形图编程不是很方便,则可以使用语句表编程,但是梯形图总比语句表直观;
2、经验丰富的人员可以使用语句表直接编程,就像使用汇编语言一样;
3、如果是清晰的单顺序、选择顺序或并发顺序的控制任务,则用顺序功能图来设计。
1引言
可编程序控制器(PLC, Programmable Logic Controller)是采用微电脑技术制造的自动控制设备。他以顺序控制为主,回路调节为辅,能完成逻辑判断、定时、记忆和算术运算等功能。
随着PLC技术的发展,其功能越来越多,集成度越来越高,网络功能越来越强,PLC与上位PC机联网形成的PLC及其网络技术广泛地应用到工业自动化控制之中,PLC集三电与一体,具有良好的控制精度和高性,使得PLC成为现代工业自动化的支柱。PLC的生产厂家和型号、种类繁多,不同型号自成体系有不同的程序语言和使用方法,本文拟就用日本立石公司生产的OMRON C20p型PLC,设计几个PLC在三相异步电机控制中的应用,与传统的继电器控制相比,具有控制速度快、性高、灵活性强等优点,可作为高校学生学习PLC的控制技术的参考,也可作为工业电机的自动控制电路。
2PLC在电机控制中的应用[1~3]
2.1三相异步电机的正反转控制
要求当按下正转按钮,电机连续正转,此时反转按钮不起作用(互锁),按下停止按钮电机断开电源,按下反转按钮电机连续反转,正转不起作用。图1所示为三相异步电机的正反转控制原理图。
2.2三相异步电机的Y—△启动
要求起动时电机接成Y型,经过一段时间自动转化为△形运行,要求Y形断开后△形才能启动,防止Y形未断△形启动造成电源短路。图2所示是三相异步电机Y—△启动控制原理图。
2.3三相异步电机时间控制
要求1台电动机M1启动5 s后,2台电动机M2自动启动,只有当2台M2停止后,经过5 s延时,M1自动停止。图3所示是三相异步电机时间控制原理图。
3程序的写入与运行
将PLC联上编程器并接通电源后,PLC电源指示灯亮,将编程器开关打到“PROGRAM”位置,这时PLC处于编程状态。编程器显示PASSWORD!这时依次按Clr键和Montr键,直至屏幕显示地址号0000,这时即可输入程序。
在输入程序前,需存储器中内容,依次按Clr、Play/Set, Not,Rec/Reset和Montr键,即将全部程序。按照以上3种控制的梯形图或程序指令将3种控制程序写入PLC,当上述3部分程序输入到PLC机中后,用上下方向键读出所写程序,如程序有错,可用插入指令和删除指令修改程序。
程序输入正确后,分别按图1(a)和(c)连接PLC外部接线及主回路线路实现电机正反转控制,按图2(a)和(c)连接线路实现电机Y—△启动,按图3(a)和(c)连接线路实现电机的时间控制。此设计可以一次性把3种控制电路的程序全部输入,同时控制3种电路,运行时,按下SBF,SBR电机正反转启动,按下SB1,SB2控制电机Y—△启动,按下SB3,SB4电机顺序启动,互不干扰,事半功倍,实现了一台PLC同时控制多种电路形式。
导言:为防止外电网突然停电而带来大影响及不便,许多高层酒店、小型医院门诊、写字楼等都备有应急发电机组。以往,应急发电机组大多采用继电控制系统进行控制,其性、稳定性、灵敏性较低。近年随着PLC技术的推广,我市的酒店陆续采用PLC改造传统的应急发电机继电控制系统,有效地提高了系统的性、灵敏性和稳定性。笔者在带电工培训班期间帮助我市一中小型酒店改造应急发电机组,良好效果,现结合该酒店的技改实例,谈谈PLC在应急供电控制系统中的应用。
一、应急发电机组的控制要求。该酒店应急发电机组为康明斯柴油机组,型号是:HNC-1200,发动机型号:KTA50-G8其自动启动控制系统的控制对象为135系列柴油机。其基本功能是在电网失电时,系统控制柴油机启动和运行,应急发电机发电,向酒店如消防、救生等重要设备及电梯、空调等供电。
控制系统应具有的功能当酒店主电网失电后,处于应急状态,则系统应在30秒钟之内启动5秒钟,间隔5秒钟,再启动5秒钟……,直到自动连续启动3次,其中任一次启动成功后,自动加速到额定转速。系统具有“启动失败报警”功能,在规定的连续启动3次仍不成功,发出声光报警。系统能对运行中柴油机的冷却水温、润滑油温度及压力进行监视,一旦限定值,报警电路发出故障报警。系统能根据故障开关设置为是否故障停机。应急机组运行时,一旦主电网恢复供电,系统能使机组自动停机,并恢复到起动位置,为下一次应急启动作好准备。另当主电网尚未恢复供电,也能自动或人工控制机组停机。装置上设有一个“试机”和“试报警”选择开关,置于“试机”位置时,可以进行各项功能试验。置于“试报警”位置时,报置立即声光报警。
二、控制系统技术改造的设计思路。应急发电机组原先的控制系统已有现场检测部件即传感部件、执行机构和信号指示部件。用PLC改造原控制系统,实质事实用PLC取代原系统的继电器等功能设置相关部件,保留传感部件和执行机构、信号指示部件。PLC是介于输入、输出之间起关键的功能指令作用的中间环节。根据控制要求编写PLC程序,传送到PLC内部进行存储,当控制系统运行时,PLC就不断从与之相连的输入设备收集现场信息,进行组合处理,发出对应的指令,通过输出端的执行机构来完成控制任务。在控制系统改造设计中,我们要从分析系统的工作原理开始,找出系统中的传感部件、执行机构及信号指示器件,分析各元件的工作方式和逻辑对应关系,作为构造一个PLC系统的依据。完成上面的工作后就可以大致选定原系统中的传感部件和功能设置元件分配到PLC的输入端,再把执行机构及信号指示元件分配到PLC的输出端,这就基本构造了一个PLC控制系统。
三、PLC控制系统的工作原理及部件说明。根据上述技改设计思路,我们设计出PLC控制系统基本线路图,作为工程施工的依据。PLC控制系统主要由三类部件组成,一是传感部件,即现场检测部件;二是功能设置部件,包括PLC;三是执行机构及信号指示部件,如系统电路图所示,现将各类部件的功能说明
1.传感部件的功能。(1)11ZJ(51-49)为主电网自动开关DW的常闭触点,如11ZJ(51-49)闭合,则电网失电。(2)线圈J3(54-56)接到充电发电机的两端,如充电发电机端电压达到额定电压值,J3动作,J3的常开触头闭合,则柴油机启动成功。(3)凸轮开关KK有5对触头,由伺服电动机YD驱动,对应有四种组合,停机位置:A闭合;启动位置:B、C、D、E闭合;额定转速位置:C、D、E闭合。高速微调位置:D、E闭合。(4)WYI、WY2、YLJ是柴油机运动行水温、油温、油压报警的继电器。
2.功能设置部件中各功能开关的功能。(1)K1为“遥控”与“应急”选择开关,当置于“遥控”与“应急”中间位置时,运行中的机组能直接或延时停机。(2)ZA、NA分别为手动“升速”、“减速”按钮,在K1置于“遥控”时,ZA或NA按钮有效。(3)K3为“故障停机”选择开关,可使机组故障停机;K5为“延时停机”选择开关。能使系统停机前在低速运行90秒钟后再退到停机位;K6为“试机”和“试报警”的选择开关。
3.执行机构和信号指示部件功能。(1)YD为伺服电动机,用于驱动凸轮控制器。(2)ZC为接触器,当ZC动作时,其触头接通柴油机的启动马达按钮。(3)J2为继电器,在ZC有输出时,J2也同时动作,其触头把J3接入充电发电机回路,当ZC断开时,J2也同时切断J3回路。(4)报警指示灯SGD1、SGD2、SGD3、SGD6亮和鸣音器W1鸣叫。
四 、PLC的选定及输入输出端的分配。PLC选用日本三菱的小型可编程序控制器:FX2N-48MR。具体输入-输出端的分配如I-O分配图所示。
系统电路图 I-O分配图
五、PLC程序编写及梯形图的绘制。按照系统工作原理和电路逻辑功能,用FX2N系列的编程语言编写PLC程序,绘制梯形图。(梯形图可以在电脑上运用Fxgpwin软件在Sbopc-Fxgp/Win-E界面下编制)绘制出梯形图后,我们可以运用Fxgpwin软件在Sbopc-Fxgp/Win-E(ladder)界面下将编制的梯形图转化为指令表,然后通过接口设备将程序传到PLC内保存,以备调试试验。(因篇幅所限,梯形图及指令表等省略)。
六、新系统安装与调试。经过上述各项设计及准备工作后,我们就可以根据基本线路图,选择适用的电器元件,进行PLC控制系统的安装工作,在安装中要注意做好抗干扰和保护措施,安装工程完成后,进行现场调试,实现全部功能后验收合格即投入使用。
七、结束语。用PLC改装原来的控制系统,实质是将原系统的控制过程编写成PLC程序并存储于PLC中,当系统运行时,PLC不断的从与之相连的输入设备收集现场信息,进行组合处理,发出对应的指令,通过输出端的执行机构来完成控制任务,该酒店采用PLC改造原来的继电控制系统后,有效地提高了系统的灵敏性、性、稳定性,而且可以实现自动运行和远程监控。这一技改工程由笔者负责总设计,并指导电工培训班学员与酒店工程部人员合作进行安装、调试,投入使用2年来,证明符合设计要求,性能良好,灵敏度高,有报警及遥控功能。这是校企合作的又一成功实例。
做好供配电工作,对于保证企业生产和社会生活的正常进行和实现整个国民经济的现代化具有十分重要的意义。在当今的电力系统中对供配电系统自动化程度要求越来越高,特别是现在供配电系统联网规模越来越大,基于传统的继电器控制存在多种弊端,在供配电系统中引入PLC等基于微电子技术、软件技术、网络技术的控制系统势在必行。这样的控制系统性高,易于安装维护,节能,占用空间少,动作。
一,供配电系统中PLC技术简介
(一)PLC及其网络被公认为现代工业自动化三大支柱(PLC、机器人、/CAM)之一。它是以单片机为,专门用于工业过程自动化控制的新型电脑器件。当今的电力系统中传统的机械触点继电器显然已不能满足变电站自动化对继电保护装置的要求。因此PLC技术就在供配电系统中得到了宠爱。
(二)常用的SIMATIC S7-300系列
SIMATIC S7系列PLC是德国西门子公司在 S5 系列 PLC 基础上于 1995 年陆续推出的性能价格比较高的 PLC 系统。其中S7-300由于其系统的优良特性,近年来,被广泛应用于电力自动化、机床、纺织机械、包装机械、通用机械工程应用、控制系统、电器制造工业及相关产业等诸多领域。
S7-300提供了多种性能递增的 CPU 和丰富的且带有许多方便功能的 I/O 扩展模块,各种功能模块可以非常好地满足和适应自动控制任务,使用户可以根据实际应用选择合适的模块,而且当控制任务增加并且愈加复杂时,可随时附加模块对 PLC 进行扩展,系统扩展灵活。其主要功能
(1) 高速的指令处理。0.1~0.6 μs 的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域。
① 浮点数运算:用此功能可以有效地实现为复杂的算术运算。
② 方便用户的参数赋值:一个带标准用户接口的软件工具可以给所有模块进行参数赋值。
(2) 人机界面(HMI)。方便的人机界面服务已经集成在 S7-300 操作系统内,因此人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC 人机界面(HMI)从 S7-300 中数据,S7-300 按用户的刷新速度传送这些数据。S7-300 操作系统是自动地处理数据传送的。
(3) 诊断功能。CPU 的智能化的诊断系统可连续监控系统的功能是否正常,记录错误和特殊系统事件(例如时、模块换等)。
(4) 口令保护。多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密,防止未经允许的复制和修改。S7-300 的操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出,当钥匙拔出时,就不能改变操作方式。这样就防止非法删除或改写用户程序。
二,PLC技术在在供配电系统中的应用
可编程控制器(PLC)是一种新型微电脑式配电控制器。其主要特点是用内部已定义的各种辅助继电器(每个PLC可有多达上千个内部继电器)代替传统的机械触点继电器,又通过软件编程方式用内部逻辑关系代替实际的硬件连接线。正因为这一特点,如果将PLC引入继电保护装置中,一方面可以克服使用传统继电器所带来的种种弊端;另一方面,又可兼容基于传统继电器的设计思想和技术方案,尤其是对于逻辑关系较为复杂的触点信号处理及操作出口控制,采用PLC编程能使方案设计工作变得加简单方便,下面介绍低频减载和备用电源自动投入的PLC程序设计
这基本上与微机保护典型图相同,稍有区别的是,该装置将通常的计算机继电器逻辑电路分解成保护功能继电器组和PLC 2个部分。根据不同保护对象(主变压器差动保护、母线保护、电容器保护、线路保护等),由不同保护功能继电器群组合,使装置分成若干个标准型号,其中所有的单个功能元件均遵循正逻辑法则,在PLC中定义动作节点。例如,一个过电压元件动作,在PLC中就有一个相应的常开节点闭合(0→1),而一个失压元件动作,反映在PLC中也是一个相应的常开节点闭合(0→1)。PLC编程使用的是与传统二次电路图相似的梯形图法,存放程序的EEPROM为外插接式,便于随时修改设计方案。
需要说明的是,PLC中的保护功能继电器F561、F562节点动作值以及时间继电器T1、T2、T3和内部开关KP1,均可通过手持编程器在系统运行时进行整定设置;开关量信号输入节点I2、I3的状态仅取决于装置的信号输入接口与电源小母线之间的连接片是否连通,运行人员只需通过合上相应的连接片就可决定负荷是接入低频基本段还是低频后备段。用PLC内部开关代替外部连接片具有同样效果,采用外部连接片仅仅是为直观起见。
在编制低频减载程序时,传统继电器的动作时间和返回系数概念在梯形图中被理想化了,之所以能这么处理,主要得益于PLC的微电脑属性。PLC中的程序是循环执行的,每2次执行之间的时间间隔(循环周期),由整个装置从采样到滤波到数据处理等各环节的时序配合决定(SEPAM装置为13.3 ms),但程序本身执行1次的时间以微秒计,是可以忽略的。显然,如果在梯形图中将继电器节点放在相应线圈的后面,节点动作时间可理想化地认为是零。这一点也是使复杂的低频减载功能得以简单实现的重要因素。
内置PLC的继电保护装置在变电站的设计安装调试过程及随后1a多的运行情况表明:PLC所具有的高度灵活性能为及时解决调试过程中出现的问题提供方案;PLC的运行稳定性和动作准确性高,使继电保护;PLC编程技术容易掌握,而程序本身与传统的继电保护设计图十分吻合,使设计人员能充分发挥专长;应用PLC的继电保护设备加标准化,选型和使用方便。
三、结束语
随着全社会对机械自动化程度要求的不断提高,各种智能型的系统设备也不断出现,而电力企业中供配电系统是一切自动化系统设备的基础。因此采用PLC总线的智能型供配电系统,符合未来供配电系统的发展方向!